8月26日,重庆日报记者从陆军军医大学新桥医院获悉,该院心血管内科王伟教授团队日前首次发现了心肌细胞增殖的一对“双重开关”,通过基因联合干预可显著促进内源性心肌再生,为心肌梗死治疗开辟全新路径。这项最新研究成果已在国际心血管领域顶级期刊《循环》发表,未来有望为心肌梗死患者解锁心脏“修复密码”。

心肌梗死,是心肌细胞大量坏死导致的心脏“致命伤”。“心肌再生的主要来源是心肌细胞的增殖分裂。”王伟称,临床数据显示,新生儿的心脏拥有自我修复能力,可成年心脏几乎没有自我修复再生的能力。心肌发生梗死后,大片心肌细胞坏死,坏死位置只能长出瘢痕组织,心脏泵血功能就此受损。这也是心梗导致心衰和死亡的根源。
如何让受损心脏重新长出健康心肌?为此,重庆医学团队构建了两套谱系示踪小鼠模型,在单细胞层面精准捕获正在发生分裂、已经完成分裂的心肌细胞,开展组学解析。经过细胞实验与动物模型反复验证,团队从海量基因中筛选锁定一对关键调控因子:NFYB与NR3C1。
“简单来说,NFYB是推动心肌细胞进入分裂周期的‘油门’,而NR3C1则是抑制增殖的‘刹车’。”王伟称,单独激活“油门”或单独松开“刹车”,均能观察到一定程度的心肌细胞增殖;二者一促一抑,共同组成控制心肌再生的“双重开关”。

实验证实,只踩“油门”,或是只松开“刹车”,改善效果有限。只有同时激活“油门”NFYB、解除“刹车”NR3C1的抑制,才能产生强大的协同效应,唤醒沉睡的心肌再生能力。
基于这一发现,研究团队随后设计了一套可临床转化的基因治疗系统,一方面,借助临床可用药物实现对NFYB表达的可控诱导,精确调控“油门”,避免基因过度激活带来风险;另一方面,采用紧凑型CRISPR基因编辑工具,在心肌细胞中松开NR3C1的“刹车”,从而解除其对增殖的阻断作用。
在心梗小鼠模型中,这套双靶点联合干预疗法显示,心脏瘢痕面积减少约一半,心功能提升约三分之一。“通过被学界公认为心肌再生金标准的双标记嵌合分析技术验证,治疗组中28%的新生心肌细胞呈成簇分布,证明其确实来源于原位增殖。”王伟称,按此方法严格测算,成年心肌细胞的增殖能力提升了超过28倍。研究还在心脏类器官模型上验证,这套方案同样能够促进人类心肌细胞增殖,为未来走向临床打下基础。
王伟教授介绍,过去很多研究尝试外源移植细胞修复心脏,而这项研究瞄准内源性心肌再生,也就是调动心脏自己残存的心肌细胞实现再生修复。“随着研究的深入,曾经遥不可及的‘心脏再生’梦想,正在一步步走向现实”。
(受访者供图)